The Role of STEAM Literacy on the Pedagogical Content Knowledge of Secondary School Mathematics Teachers in the Tigrai Region of Ethiopia

في الفصول الدراسية في منطقة تيغراي بإثيوبيا، يواجه معلمو الرياضيات مشهداً متغيراً؛ إذ يُطلب منهم تجاوز مجرد تدريس الصيغ الرياضية بشكل منعزل، والعمل بدلاً من ذلك على مساعدة الطلاب في رؤية كيفية ارتباط الأرقام بالعالم الأوسع. ولتحقيق ذلك، يتجه العديد من التربويين إلى إطار عمل يُعرف باسم "STEAM"، وهو اختصار للعلوم، والتكنولوجيا، والهندسة، والفنون، والرياضيات. يعامل هذا النهج هذه المجالات الخمسة ليس كصوامع منفصلة، بل كشبكة واحدة مترابطة يلتقي فيها الإبداع مع حل المشكلات. ولكي ينجح المعلم هنا، فإنه يحتاج إلى ما هو أكثر من مجرد فهم عميق للرياضيات نفسها؛ بل يحتاج إلى نوع متخصص من المعرفة يسمح له بأخذ الأفك_المعقدة وجعلها مفهومة لطلابه. ويسمي الباحثون هذا النوع بـ "المعرفة التربوية بالمحتوى" (Pedagogical Content Knowledge). وهي مزيج فريد من معرفة المادة العلمية ومعرفة أفضل طرق تدريسها، بما في ذلك كيفية رصد مواضع ارتباك الطلاب وكيفية استخدام الأدوات المناسبة لمعالجة حالات سوء الفهم تلك. والسؤال الكبير الذي يواجه التربويين في هذه المنطقة هو ما إذا كانت قدرة المعلم على التنقل في عالم "STEAM" تؤثر بشكل مباشر على قدرته على تدريس الرياضيات بفعالية.

لقد شرع فريق من الباحثين من جامعة مكيلي في محاولة للإجابة على هذا السؤال من خلال النظر عن كثب في 300 معلم للرياضيات في المدارس الثانوية في تيغراي. أرادوا معرفة ما إذا كانت ثقافة المعلمين في مجالات "STEAM" الخمسة تتنبأ بمهارتهم في تدريس الرياضيات. وللقيام بذلك، طلبوا من المعلمين ملء استبيانات مفصلة حول معرفتهم وثقتهم بأنفسهم في العلوم، والتكنولوجيا، والهندسة، والفن، والرياضيات، بالإضافة إلى استراتيجيات التدريس الخاصة بهم. ركزت الدراسة على مجموعة محددة مكونة من 300 معلم تم اختيارهم من مجموعة أكبر تضم أكثر من 1200 معلم، مع ضمان تنوعهم بين الرجال والنساء، ومستويات التعليم المختلفة، وسنوات الخبرة المتفاوتة. ثم استخدم الباحثون أدوات إحصائية لمعرفة ما إذا كانت هناك أنماط تربط بين معرفة المعلمين بـ "STEAM" ومهاراتهم التدريسية.

رسمت النتائج صورة واضحة لما يهم داخل الفصل الدراسي. فقد وجدت الدراسة رابطاً قوياً وإيجابياً بين الثقافة العامة للمعلم في مجال "STEAM" وقدرته على تدريس الرياضيات بشكل جيد. وبعبارة أخرى، فإن المعلمين الذين شعروا بمزيد من الثقة والمعرفة عبر جميع تخصصات "STEAM" الخمسة مالوا إلى امتلاك مهارات تدريس أفضل. ومع ذلك، لم تساهم جميع أجزاء "STEAM" بالتساوي؛ حيث وُجد أقوى ارتباط مع الثقافة الرياضية نفسها؛ فالمعلمون الذين لديهم استيعاب عميق للمفاهيم الرياضية كانوا أفضل بكثير في شرحها للآخرين. وتلا ذلك الثقافة الهندسية والتكنولوجية؛ فالمعلمون الذين فهموا كيفية تطبيق المبادئ الهندسية لحل المشكلات وكيفية استخدام التكنولوجيا بفعالية أظهروا أيضاً كفاءة تدريسية أعلى. ومن المثير للاهتمام أنه بينما كانت الثقافة العلمية والفنية مهمة أيضاً ومرتبطة بتحسين التدريس، إلا أنها لم تكن متنبئاً قوياً بمهارة التدريس مثل الرياضيات والهندسة والتكنولوجيا في هذا السياق المحدد. وقد أشارت البيانات إلى أنه بالنسبة لهؤلاء المعلمين، فإن القدرة على التفكير كمهندس أو استخدام التكنولوجيا كانت لا تقل أهمية لنجاحهم التدريسي عن معرفتهم بالفن أو العلوم العامة.

كما نظر الباحثون في كيفية تأثير العوامل الشخصية المختلفة على ثقافة "STEAM" لدى المعلم. واكتشفوا أن الجنس لم يشكل فرقاً؛ إذ أظهر المعلمون والمعلمات في المنطقة مستويات متطابقة تقريباً من المعرفة بـ "STEAM" والقدرة التدريسية. أما المستوى التعليمي، فقد كان له دور بالفعل؛ حيث أفاد المعلمون الحاصلون على درجة الماجستير بأن ثقافتهم في مجال "STEAM" أعلى بكثير من أولئك الذين يحملون درجة البكالوريوس فقط. وهذا يشير إلى أن الدراسات المتقدمة تمنح المعلمين المعرفة المتكاملة التي يحتاجونها للتعامل مع التدريس متعدد التخصصات والمعقد. ولعبت الخبرة دوراً أكثر دقة؛ فقد أظهر المعلمون الذين تتراوح خبرتهم بين 11 و20 عاماً أعلى مستويات الثقافة في مجال "STEAM". أما أولئك الذين تقل خبرتهم عن عقد من الزمن وأولئك الذين تتجاوز خبرتهم 20 عاماً، فقد سجلوا درجات أقل. وتلمح هذه النتيجة إلى أنه على الرغم من أن الخبرة قيمة، إلا أنها لا تضمن تلقائياً إتقان أطر التدريس الجديدة. ويبدو أن المعلمين في منتصف مسيرتهم المهنية قد وجدوا "نقطة مثالية" حيث امتلكوا الوقت الكافي لممارسة دمج هذه الأفكار الجديدة ولكنهم لا يزالون يتكيفون بنشاط مع التغييرات في هذا المجال.

تخلص الدراسة إلى أنه لتحسين تعليم الرياضيات في تيغراي، يجب أن تركز برامج تدريب المعلمين على بناء هذه الثقافة المتكاملة لـ "STEAM". فلا يكفي مجرد تدريس المحتوى الرياضي؛ بل يجب تجهيز المعلمين لرؤية كيفية ارتباط الرياضيات بالهندسة والتكنولوجيا والفنون. وتشير البيانات إلى أن تشجيع المعلمين على متابعة الدراسات العليا وتوفير الدعم المستهدف لأولئك الذين هم في منتصف مسيرتهم المهنية يمكن أن يكون من الطرق القوية لتعزيز مهاراتهم المهنية. وبينما اعتمدت الدراسة على تقارير المعلمين بأنفسهم حول قدراتهم، وكانت محدودة بمنطقة واحدة، فإن الأنماط قوية بما يكفي للإيحاء بأن قدرة المعلم على نسج مجالات المعرفة المختلفة معاً هي عنصر أساسي لجعل الرياضيات مفهومة وجذابة للطلاب.